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发动机冷却风扇护风圈结构对风扇性能影响的研究

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发动机冷却风扇护风圈结构对风扇性能影响的研究

作者：潘登辉华南理工大学

学位级别：硕士

护风圈是发动机风冷系统的子部件之一,其设计好坏直接影响发动机冷却风扇的性能。本文以内插入式护风圈为研究对象,在计算流体力学仿真软件Fluent建立计算模型,研究了护风圈的布置形式和结构对环形风扇气动性能的影响,主要开展工作如下... 详细信息

护风圈是发动机风冷系统的子部件之一,其设计好坏直接影响发动机冷却风扇的性能。本文以内插入式护风圈为研究对象,在计算流体力学仿真软件Fluent建立计算模型,研究了护风圈的布置形式和结构对环形风扇气动性能的影响,主要开展工作如下:首先对风扇开发设计的基本理论以及当前国内外冷却风扇开发方法作了简要论述。紧接着分别论述了风扇气动性能试验装置结构特点,比较不同试验装置优缺点以及分析得到了风扇气动性能试验中风扇的流量、静压、轴功率和静压效率的测量方法;建立了采用多参考系模型的发动机冷却风扇CFD计算方法,利用后处理软件分析了风扇叶顶速度矢量、流线、涡量云图等流场特性。基于建立的CFD仿真模型,分析了旋转区大小、旋涡分布区域网格质量以及叶片变形三个因素对风扇仿真计算结果的影响。比较不同尺寸旋转下仿真计算结果,给出旋转区大小选取方法和大小。利用多切片更为精确的显示了叶顶涡量的分布,探讨了强涡量区域网格好坏对计算结果影响。考虑叶片在高速转动下变形对气动性能影响,给出了变形对气动性能影响的计算方法。最后通过风扇气动性能试验,比较了风扇在内插入式护风圈和外插入式护风圈下气动性能,试验验证了采用内插入式护风圈配合的风扇在小流量点将出现明显失速现象。研究带有翅片的内插入式护风圈结构参数对风扇失速区气动性能影响,结果表明内插入式护风圈深入长度、恰当的翅片的倾斜角度以及翅片的高度对风扇在失速区的气动性能有一定影响。本文所论述的发动机冷却风扇CFD建模方法以及内插入护风圈的结构设计,为发动机冷却风扇工程开发提供有效的参考。

关键词：发动机冷却风扇护风圈仿真准确性风扇气动性能计算流体力学

石墨烯—镍基化合物复合材料的制备及其超级电容器应用

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石墨烯—镍基化合物复合材料的制备及其超级电容器应用

作者：潘登辉江苏大学

学位级别：硕士

在现代化工技术的发展的过程中,化石燃料发挥着重要的作用,这必将导致了化石燃料的骤减、环境的污染和全球变暖等。因此,为了解决以上问题,必须找到一种新型高效的储能设备来将可循环利用的资源进行高效的传输。超级电容器作为一种新型... 详细信息

在现代化工技术的发展的过程中,化石燃料发挥着重要的作用,这必将导致了化石燃料的骤减、环境的污染和全球变暖等。因此,为了解决以上问题,必须找到一种新型高效的储能设备来将可循环利用的资源进行高效的传输。超级电容器作为一种新型的储能设备,因其充放电速率快、循环稳定性好、功率密度高和对环境非常友好,而被广泛的应用于新能源和清洁能源领域。超级电容器性能的好坏主要取决于电极材料,其中以镍基化合物为代表的过渡金属氧化物电极材料,因其有着较大的比电容、好的循环稳定性、长的循环寿命和好的环境兼容性而被广泛的关注。但是由于单纯的过渡金属化合物团聚较严重、导电性较差,而且作为电极材料时与电解液的接触面积较小等缺陷严重制约了它的发展。为了解决这个问题,必须找到一种大比表面的载体材料与其进行复合。石墨烯作为一种由sp杂化的二维平面结构组成的材料,因其具有电导率高、机械强度高、热稳定性好、比表面积大等优势而被广泛的应用于储能领域。同时,将石墨烯改性变为三维氮掺杂石墨烯时,不仅可增加材料的导电性,而且能大大增加材料的比表面,同时也可以为镍基化合物的负载提供更多的活性位点,增加复合材料的电化学性能。本论文主要从以下三个方面展开我们的论述:(1)以N,N-二甲基甲酰胺为表面活性剂,以六亚甲基四胺为碱源和氮源,用一步水热合成方法制备出Ni(OH)/NG,再通过管式炉煅烧得到NiO/NG。通过XRD、Raman、SEM、TEM、FTIR、XPS等对所合成的材料进行性质表征,对材料的形貌结构进行测试,并通过电化学工作站来测试材料的电化学活性。结果表明,Ni O/NG材料在2 A g的电流密度下,电容量可以达到1314.1 F g,稍低于Ni(OH)/NG复合物,但其循环稳定性远高于Ni(OH)/NG复合电极,展现出更好的电化学性能。(2)先通过模板法制备三维氮掺杂石墨烯(3DNG),再用微波合成法直接合成NiO/NiFeO/3DNG。利用XRD、Raman、SEM、TEM、BET、XPS等手段测试材料的形貌和结构,再通过电化学工作站在不同的电解液条件下测试材料的电化学性能。结果表明,NiO/NiFeO/3DNG在6 mol/L KOH电解液中展现出了最小的阻抗,最大的比电容和最好的循环稳定性。通过测试材料在1 A g的电流密度下,其比电容可达1556.5 F g,且在10 A g的电流密度下,经过2000次循环充放电,材料的电容保持率仍能达到92.5%。这是由于三维氮掺杂石墨烯的超大比表面为纳米粒子的负载提供了更多的成核位点,让纳米粒子可以更均匀的分布在材料表面,而且NiO与Ni FeO的协同作用也能增加材料的循环稳定性。(3)用不同的方法合成三维氮掺杂石墨烯和镍铁硫化物,并将其与3DNG复合。通过XRD、SEM和TEM等表征手段确定其复合情况。得出将用模板法制备的三维多孔氮掺杂石墨烯和用微波合成的NiFeS复合,所得到的NiFeS/3DNG具有良好的分散性、较小的纳米粒径和良好的电化学性能。

关键词：超级电容器三维氮掺杂石墨烯 NiO NiFe2O4 NiFeS2

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Zn-Al-Ni-Sb四元系相平衡的研究

Zn-Al-Ni-Sb四元系相平衡的研究

作者：潘登辉湘潭大学

学位级别：硕士

在钢铁材料的使用历史中,腐蚀一直是破坏钢铁材料的主要原因之一,因此,保护钢材也是许多人研究课题和努力的方向,热镀锌技术作为一种有效且简单的钢材防腐技术,在现代生活产品上应用广泛。研究发现,在热浸镀锌时,含硅钢中Si的含量会使... 详细信息

在钢铁材料的使用历史中,腐蚀一直是破坏钢铁材料的主要原因之一,因此,保护钢材也是许多人研究课题和努力的方向,热镀锌技术作为一种有效且简单的钢材防腐技术,在现代生活产品上应用广泛。研究发现,在热浸镀锌时,含硅钢中Si的含量会使得镀层过厚、镀层质量变差。研究者们进一步发现对于含硅钢在热浸镀锌时,不仅受到钢材本身Si含量的影响,熔池中添加的微量元素同样会影响镀层的厚度及质量。因此,在钢铁的保护中,为了获得性能优异的镀层,人们一般在锌池里面加入Al、Ni、Ti、V等元素,以达到抑制工件浸镀时圣德林效应的目的。随着现代生活质量的提升,不仅对镀层质量有了更高的要求,外表美观的镀层也日益受到人们的喜爱。值得注意的是,如果在熔池里加入Sn、Pb、Sb等元素,由于镀件表面会出现“锌花”,因此可以提高工件的观赏性能。目前对Al、Ni两种元素在镀层的影响的研究已有很多,但是对于Sb元素的加入,即Al、Ni、Sb三种元素同时加入对镀层组织及性能的影响还未见报告,而为了研究Al、Ni、Sb三种元素在镀锌时的相互作用,Zn-Al-Ni-Sb四元系的相平衡就有必要进行研究。为了更好的探讨Zn-Al-Ni-Sb四元系在镀锌时的机理,本工作过程中采用平衡合金的研究方法,利用扫描电子显微镜和能谱仪。(SEM-EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等一系列仪器对Zn-Al-Ni三元系富锌角在450℃的等温截面和Zn-Al-Ni-Sb四元系富锌角(93at.%Zn)在450℃与600℃的等温截面相关系进行了研究。通过实验结果分析发现,Zn-Al-Ni三元系450℃等温截面里面存有2个三相平衡区:L+γ+δ和L+AlNi+γ,3个二相平衡区:L+γ、L+δ、L+AlNi。在Zn-Al-Ni-Sb四元系450℃等温截面里面仅有2个四相平衡区:L+AlNi+Al Sb+SbZn和L+AlNi+SbZn+γ,6个三相平衡区:L+AlNi+Al Sb、L+Al Sb+SbZn、L+SbZn+γ、L+AlNi+SbZn、L+γ+δ和L+AlNi+γ。在Zn-Al-Ni-Sb四元系600℃等温截面中测定出来1个四相平衡区:L+Al Ni+Al Sb+γ,3个三相平衡区:L+Al Ni+Al Sb、L+Al Ni+γ和L+γ+Al Sb。在本次研究中的三元体系和四元体系,并没有发现新的二元、三元、亦或是四元化合物。本工作还研究了加入不同含量的Al、Ni、Sb元素,以及不同浸镀时间对热浸镀锌中Q235钢的镀层外观、厚度、镀层硬度、耐腐蚀性能的影响。实验结果显示:适量的Al、Ni元素的加入可以对Zn-Fe反应起到抑制作用,Sb元素的加入会减弱Al、Ni对镀层厚度的抑制作用,在所设计的熔池中,同时向熔池中添加含量为0.04wt.%Al、0.1wt.%Ni和0.08wt.%Sb能获得综合性能最为优秀的镀层。

关键词：热浸镀锌相平衡相图 Zn-Al-Ni三元系 Zn-Al-Ni-Sb四元系

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几种声自导复杂信号设计与抗混响性能分析

舰船科学技术 2020年第10期42卷 134-139页

作者：潘登辉胡友峰中国船舶集团公司第705研究所昆明分部云南昆明650101

在鱼雷声自导中,信号设计与抗混响能力是声自导技术研究的重要内容。目前实际工程应用中声自导发射信号大多仍以常规信号形式(如CW,FM)为主,其自导性能及抗混响能力还有待进一步提升。本文从声自导设计的角度探讨了包括CW-CW,LFM-LFM,CW... 详细信息

在鱼雷声自导中,信号设计与抗混响能力是声自导技术研究的重要内容。目前实际工程应用中声自导发射信号大多仍以常规信号形式(如CW,FM)为主,其自导性能及抗混响能力还有待进一步提升。本文从声自导设计的角度探讨了包括CW-CW,LFM-LFM,CW-LFM,Costas等多种可用于声自导的复杂信号形式,并以ROC曲线分析了信号检测概率等问题;然后利用Q函数及信号-混响原理图分析各信号的抗混响性能。仿真结果表明上述各复杂信号较常规信号具有更优的性能,在声自导中具有较好的工程应用前景。本研究将为新型声自导设计提供技术参考。

关键词：信号设计声自导抗混响 Q函数

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平板型与圆柱形双层电离室主要特性对比

核电子学与探测技术 2018年第4期38卷 568-571页

作者：潘登辉过惠平赵括王晓添侯毅杰火箭军工程大学西安710025

为适应高氡环境下氚实时监测的需求,基于能量甄别原理设计了平板型和圆柱形双层电离室,并开展了两类电离室主要特性研究。用MC法对两类电离室的能量响应进行了模拟,结果表明:平板型电离室更容易获得较大的灵敏体积而降低探测下限,理论... 详细信息

为适应高氡环境下氚实时监测的需求,基于能量甄别原理设计了平板型和圆柱形双层电离室,并开展了两类电离室主要特性研究。用MC法对两类电离室的能量响应进行了模拟,结果表明:平板型电离室更容易获得较大的灵敏体积而降低探测下限,理论可探测浓度为6.5×104Bq/m3,圆柱形电离室具有更好的α补偿性能。用Maxwell 3D对其内部电场进行了模拟,得出圆柱形电离室内部电场的均匀性明显优于平板型电离室,基于模拟结果,对平板型电离室的电场进行了优化设计。

关键词：高氡测氚电离室

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有限元法在测氚电离室设计中的应用

有限元法在测氚电离室设计中的应用

第二届中国氚科学与技术学术交流会

作者：潘登辉过惠平赵括火箭军工程大学

为了保持高氡环境下测氚电离室内流气场和电场的稳定性,本文分别使用Fluent与Maxwell对测氚电离室的流气场和电场进行了模拟,讨论了电离室的高度、入口大小、开口方向和气体入口速度对电离室流气场的影响,以及电离室的高度和阳极丝的分... 详细信息

为了保持高氡环境下测氚电离室内流气场和电场的稳定性,本文分别使用Fluent与Maxwell对测氚电离室的流气场和电场进行了模拟,讨论了电离室的高度、入口大小、开口方向和气体入口速度对电离室流气场的影响,以及电离室的高度和阳极丝的分布对电离室电场的影响。最后在原有电离室结构的基础之上,对高氡环境下测氚电离室进行了优化设计。

关键词：有限元测氚电离室流气场电场

来源： cnki会议评论

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18650型锂离子电池模组的液冷散热效果

电池 2023年第1期53卷 33-37页

作者：刘霏霏李坚强潘登辉秦武华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013 福建中青汽车技术有限公司福建福州350007

为改进动力电池模组的散热效果,以18650型锂离子电池为研究对象,设计“S”形液冷管道散热结构。在混合功率脉冲特性(HPPC)内阻测试的基础上建立电池模组热模型,用STAR-CCM+软件仿真分析冷却液流速、通道数量、流体流向和液冷管连接方式... 详细信息

为改进动力电池模组的散热效果,以18650型锂离子电池为研究对象,设计“S”形液冷管道散热结构。在混合功率脉冲特性(HPPC)内阻测试的基础上建立电池模组热模型,用STAR-CCM+软件仿真分析冷却液流速、通道数量、流体流向和液冷管连接方式对散热性能的影响。散热效果不会随着流速的增加而无限提升,在流速增大到0.50 m/s时,模组的最高温度稳定在28.20℃;通道数量对散热性能的影响很小,四通道的最高温度仅比一通道下降0.10℃;流体流向可以促进散热,相邻流道采用不同流向(ABAB流向)相比四个流道采用单一流向(AAAA流向)可使最高温度下降2.30℃;相比于串联结构,采用液冷通道并联结构时,最高温度仅降低0.10℃,但流体最大压降可下降70%。

关键词： 18650型锂离子电池 STAR-CCM+ “S”形液冷管温度场

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平板型与圆柱形双层测氚电离室的对比

平板型与圆柱形双层测氚电离室的对比

第二届中国氚科学与技术学术交流会

作者：赵括过惠平潘登辉吕宁火箭军工程大学核工程系

针对高氡环境下氚实时监测的问题,基于能量甄别原理设计了圆柱型和平板型双层电离室。利用MC方法对两类电离室的能量响应效果进行了模拟,利用Fluent流气场计算软件对其内部流气场分布进行了模拟,利用Maxwell3D对其内部电场分布进行了模... 详细信息

针对高氡环境下氚实时监测的问题,基于能量甄别原理设计了圆柱型和平板型双层电离室。利用MC方法对两类电离室的能量响应效果进行了模拟,利用Fluent流气场计算软件对其内部流气场分布进行了模拟,利用Maxwell3D对其内部电场分布进行了模拟,并将两种电离室的模拟结果进行了对比。结果表明:平板型电离室更容易获得较大的灵敏体积而降低探测下限,圆柱型电离室具有更好的?补偿能力,待测气体随径向分布更加均匀。基于流气场和电场模拟结果给出了两类电离室获得均匀流气场和电场的设计方法,为高氡环境下氚实时监测系统的优化、设计提供了依据。

关键词：双层电离室氚 MC方法流气场电场

来源： cnki会议评论

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钢卷穿心缠绕机张力控制策略研究

制造业自动化 2021年第12期43卷 89-92页

作者：毛玉祥康运江潘登辉王红军田儒剑中国机械科学研究总院机科发展科技股份有限公司北京100044 北京信息科技大学北京100192

对大型钢卷穿心缠绕机的张力控制系统进行了分析和设计,对包装过程进行了分析和数学建模,对张力控制策略进行了设计,即通过放卷小车弹簧机构的拉伸收缩对快速变化的张力进行缓冲,通过变速积分模糊PID控制对放卷伺服进行速度控制,配合转... 详细信息

对大型钢卷穿心缠绕机的张力控制系统进行了分析和设计,对包装过程进行了分析和数学建模,对张力控制策略进行了设计,即通过放卷小车弹簧机构的拉伸收缩对快速变化的张力进行缓冲,通过变速积分模糊PID控制对放卷伺服进行速度控制,配合转矩限幅对放卷张力进行自动化调整,从而实现对张力的稳定控制。最后进行了仿真,结果表明这种控制方法可以较好的实现张力稳定性控制,对穿心缠绕机后续研究提供理论基础。

关键词：穿心缠绕包装张力控制变加速积分模糊PID